Terlahir dengan IQ sangat rendah, Charlie Gordon selalu menjadi target ejekan orang-orang di sekitarnya. Namun, semua itu berubah setelah Charlie menjalani eksperimen operasi yang bertujuan meningkatkan kecerdasan manusia. Charlie bersedia menjalani operasi ini demi cintanya pada Miss Alice Kinnian, gurunya. Eksperimen yang telah berhasil dilakukan pada tikus laboratorium bernama Algernon ini tampaknya berhasil juga pada diri Charlie.
Akhirnya, Charlie merasakan jadi orang genius yang kecerdasannya bahkan melampaui para dokter yang mengoperasinya. Akan tetapi, Algernon mulai menunjukkan tanda-tanda kemunduran. Apakah hal yang sama akan terjadi pada Charlie?